KR20050046609A - Semiconductor laser device and manufacturing method for the same - Google Patents

Semiconductor laser device and manufacturing method for the same Download PDF

Info

Publication number
KR20050046609A
KR20050046609A KR1020040092377A KR20040092377A KR20050046609A KR 20050046609 A KR20050046609 A KR 20050046609A KR 1020040092377 A KR1020040092377 A KR 1020040092377A KR 20040092377 A KR20040092377 A KR 20040092377A KR 20050046609 A KR20050046609 A KR 20050046609A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
active layer
layer
region
resonator
laser device
Prior art date
Application number
KR1020040092377A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR100682971B1 (en
Inventor
후쿠히사도시야
후루카와히데토시
Original Assignee
마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 filed Critical 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤
Publication of KR20050046609A publication Critical patent/KR20050046609A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100682971B1 publication Critical patent/KR100682971B1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/30Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/40Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4025Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
    • H01S5/4031Edge-emitting structures
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/02Structural details or components not essential to laser action
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/20Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • H01S5/22Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
    • H01S5/223Buried stripe structure
    • H01S5/2231Buried stripe structure with inner confining structure only between the active layer and the upper electrode
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/10Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/1025Extended cavities
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/10Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/1039Details on the cavity length
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/10Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/16Window-type lasers, i.e. with a region of non-absorbing material between the active region and the reflecting surface
    • H01S5/162Window-type lasers, i.e. with a region of non-absorbing material between the active region and the reflecting surface with window regions made by diffusion or disordening of the active layer
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/30Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/305Structure or shape of the active region; Materials used for the active region characterised by the doping materials used in the laser structure
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/40Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4025Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
    • H01S5/4087Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar emitting more than one wavelength

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

기판(101)과, 2개 이상의 활성층(103, 106)을 포함하는 반도체 레이저 장치로서, 상기 활성층(103, 106)을 갖는 각각의 2개의 공진기(201, 204)가 서로 평행하게 배치되어 있고, 또한 상기 활성층(103, 106)의 전류가 주입되는 영역에 있어서의 공진기(201, 204)의 길이가 서로 다르다. 이에 따라, 2파장 레이저에 있어서, 벽개(劈開)에 의해 결정되는 공진기 길이의 제약을 넘어, 적외 레이저와 적색 레이저 등 특성이 다른 다수의 레이저의 실효적인 공진기(201, 204)의 길이를 독립적으로 설계 및 제작하는 것이 가능해져, 각각 원하는 특성에 알맞은 공진기 길이를 채용하여, 각각의 레이저 특성을 향상시킨 반도체를 제공할 수 있다. A semiconductor laser device comprising a substrate 101 and two or more active layers 103 and 106, wherein two resonators 201 and 204 having the active layers 103 and 106 are disposed in parallel with each other, In addition, the resonators 201 and 204 have different lengths in regions where currents of the active layers 103 and 106 are injected. Accordingly, in the two-wavelength laser, the length of the effective resonators 201 and 204 of a plurality of lasers having different characteristics such as an infrared laser and a red laser is independently exceeded by the limitation of the resonator length determined by cleavage. It becomes possible to design and manufacture, and to provide the semiconductor which improved each laser characteristic by employing the resonator length suitable for a desired characteristic, respectively.

Description

반도체 레이저 장치 및 그 제조 방법{SEMICONDUCTOR LASER DEVICE AND MANUFACTURING METHOD FOR THE SAME}Semiconductor laser device and manufacturing method therefor {SEMICONDUCTOR LASER DEVICE AND MANUFACTURING METHOD FOR THE SAME}

본 발명은 DVD-RAM(digital versatile disk random access memory), DVD-R(digital versatile disk recordable), DVD-RW(digital versatile disk rewritable), DVD+R, DVD+RW, CD-R(compact disk recordable), CD-RW, DVD-ROM(digital versatile disk read only memory), CD-ROM, DVD-Video and CD-DA 등의 광 디스크 장치, 혹은 광 정보 처리, 광 통신, 광 계측 등에 사용하는 반도체 레이저 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to digital versatile disk random access memory (DVD-RAM), digital versatile disk recordable (DVD-R), digital versatile disk rewritable (DVD-RW), DVD + R, DVD + RW, and compact disk recordable (CD-R). ), CD-RW, DVD-ROM (digital versatile disk read only memory), CD-ROM, DVD-Video and CD-DA such as optical disk devices or semiconductor lasers for optical information processing, optical communication, optical measurement, etc. An apparatus and a method of manufacturing the same.

DVD-RAM 등의 독출, 기입 픽 업 광원에는 파장 650㎚대의 AlGaInP계 적색 레이저가 이용된다. 한편, CD-R 등의 독출, 기입을 위한 픽 업 광원에는 파장 780㎚대의 AlGaAs계 적외 레이저가 이용된다. 이들 양 디스크에 대응하기 위해서는 하나의 드라이브에 적색, 적외 양쪽의 레이저가 필요해 진다. 이 때문에 DVD용과 CD용의 2개의 광 집적 유닛을 구비한 드라이브가 일반적으로 보급되고 있다. AlGaInP-based red lasers having a wavelength of 650 nm are used for reading and writing pick-up light sources such as DVD-RAM. On the other hand, an AlGaAs infrared laser having a wavelength of 780 nm is used as a pick-up light source for reading and writing CD-R or the like. In order to cope with these two disks, one drive requires both red and infrared lasers. For this reason, drives having two optical integration units for DVD and CD are generally spreading.

그러나, 최근의 소형화, 저 비용화, 광학계 조립 공정의 간소화 등의 요청으로부터 하나의 광 집적 유닛으로 대응할 수 있도록, 동일 기판상에 2개의 레이저를 집적한 2파장 레이저가 실용화되고 있다. 이러한 2파장 레이저의 종래예로서 일본국 특개 2000-11417호 공보를 들 수 있다. 이는, GaAs 기판상에 650㎚대의 AlGaInP계 적색 레이저와 780㎚대의 AlGaAs계 적외 레이저를 모놀리식(monolithic)으로 집적한 것으로, 하나의 광 집적 유닛 상에 DVD/CD용 양쪽의 레이저를 구비한 광 픽 업을 제안하고 있다. However, two-wavelength lasers in which two lasers are integrated on the same substrate have been put to practical use in order to cope with a single optical integration unit in response to recent miniaturization, low cost, and simplification of an optical system assembly process. As a conventional example of such a two-wavelength laser, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2000-11417 is mentioned. This is a monolithic integration of a 650nm AlGaInP-based red laser and a 780nm AlGaAs-based infrared laser on a GaAs substrate, which includes both lasers for DVD / CD on one optical integration unit. We suggest optical pickup.

2파장 레이저는 종래의 레이저와 마찬가지로, 벽개에 의해 공진기를 형성한다. 공진기 길이는 양 단의 벽개 위치에 의해 결정되므로, 적색 레이저와 적외 레이저의 공진기 길이는 필연적으로 동일하게 된다. 공진기 길이는 최대 광 출력, 발진 임계치 전류, 효율 등 레이저 특성을 좌우하는 파라미터의 하나인데, 2파장 레이저의 경우, 적색 레이저와 적외 레이저에서 독립적으로 공진기 길이를 최적화할 수 없다는 제약이 있다. The two-wavelength laser, like the conventional laser, forms a resonator by cleavage. Since the resonator length is determined by cleavage positions at both ends, the resonator lengths of the red laser and the infrared laser are necessarily the same. The resonator length is one of parameters that determine laser characteristics such as maximum light output, oscillation threshold current, and efficiency. However, in the case of a two-wavelength laser, there is a limitation that the resonator length cannot be optimized independently of the red laser and the infrared laser.

예를 들면, 고출력 적색 레이저와 고출력 적외 레이저를 모놀리식으로 집적한 레이저에 있어서, 적색 레이저에서 200mW급의 고출력을 실현하려고 한 경우, 실용상 공진기 길이는 적어도 900㎛ 이상 필요하다. 그러나, 적외 레이저의 공진기 길이가 900㎛ 이상이 되면, 동작 전류가 종래의 레이저에 비해 크게 증가하여, 소비 전력의 증대, 발열에 의한 소자 열화의 촉진 등의 악영향이 우려된다. 이러한 사정으로부터, 2파장 레이저의 고출력화가 곤란해질 가능성이 있다.For example, in a laser in which a high power red laser and a high power infrared laser are monolithically integrated, when a high power of 200 mW is to be realized by a red laser, the resonator length is practically at least 900 µm or more. However, when the resonator length of the infrared laser is 900 µm or more, the operating current is greatly increased as compared with the conventional laser, and there is a concern that adverse effects such as increase in power consumption and acceleration of element deterioration due to heat generation are feared. From this situation, there is a possibility that the high power of the two-wavelength laser becomes difficult.

본 발명의 반도체 장치는, 기판과, 2개 이상의 활성층을 포함하는 반도체 레이저 장치로서, 상기 활성층을 가지는 각각의 2개의 공진기가 서로 평행하게 배치되어 있고, 또한 활성층의 전류가 주입되는 영역에 있어서의 공진기의 길이가 서로 다른 것을 특징으로 한다.The semiconductor device of the present invention is a semiconductor laser device including a substrate and two or more active layers, wherein two resonators each having the active layer are arranged in parallel with each other, and in a region into which a current of the active layer is injected. The resonator is characterized in that the length is different.

본 발명의 반도체 장치의 제조 방법은 기판 상에, 제1의 제1 도전형 클래드층, 제1의 활성층, 제1의 제2 도전형 클래드층을 순차 적층하여 제1의 적층 구조를 형성하는 공정과, In the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, a step of forming a first laminated structure by sequentially laminating a first first conductive cladding layer, a first active layer, and a first second conductive cladding layer on a substrate. and,

상기 기판상의 소정의 영역에서의 상기 제1의 적층 구조를 제거하는 공정과, Removing the first laminated structure in a predetermined region on the substrate;

상기 제1의 적층 구조를 포함하는 상기 기판 상에 제2의 제1 도전형 클래드층, 제2의 활성층, 제2의 제2 도전형 클래드층을 순차 적층하여 제2의 적층 구조를 형성하는 공정과, Forming a second laminated structure by sequentially laminating a second first conductive clad layer, a second active layer, and a second second conductive clad layer on the substrate including the first laminated structure; and,

상기 제1의 적층 구조 상에 형성된 상기 제2의 적층 구조를 제거하는 공정과, Removing the second laminated structure formed on the first laminated structure;

상기 제1의 적층 구조 및 상기 제2의 적층 구조 상의 소정의 영역에 불순물 확산원이 되는 층을 형성하는 공정과, Forming a layer serving as an impurity diffusion source in a predetermined region on the first laminated structure and the second laminated structure;

상기 기판을 열 처리하여 상기 불순물 확산원이 되는 층으로부터 그 바로 아래의 상기 제1의 적층 구조 및 상기 제2의 적층 구조에 불순물을 확산시켜, 적어도 상기 제1의 활성층 또는 상기 제2의 활성층 중 어느 일부를 무질서화하는 공정을 포함하고, Heat-treating the substrate to diffuse impurities from the layer serving as the impurity diffusion source to the first stacked structure immediately below and the second stacked structure, so that at least one of the first active layer or the second active layer Including the process of disordering any part,

상기 제1의 적층 구조에 있어서의 상기 불순물이 확산된 영역과 상기 제2의 적층 구조에 있어서의 상기 불순물이 확산된 영역은, 공진기 방향의 폭이 서로 다른 것을 특징으로 한다. A region in which the impurity is diffused in the first laminated structure and a region in which the impurity is diffused in the second laminated structure are different in width in the resonator direction.

본 발명에 의한 2파장 레이저는, 한쪽 또는 양쪽의 레이저의 단면으로부터 공진기 중앙을 향해 일부의 영역에, 활성층에의 전류 주입을 저지하는 구조를 채용함으로써, 실효적인 공진기 길이, 즉 레이저 발진에 기여하는 활성층의 공진기 방향의 길이를 각각 독립적으로 제어하는 것이 가능해진다. 이에 따라, 적색, 적외 각각의 레이저에 최적의 공진기 길이의 설정이 실현되어 레이저 특성을 높이는 것이 가능해진다.The two-wavelength laser according to the present invention contributes to an effective resonator length, that is, laser oscillation, by employing a structure that prevents the injection of current into the active layer in a part of a region from one or both laser sections toward the center of the resonator. It is possible to independently control the length of the active layer in the resonator direction. As a result, setting of an optimal resonator length for each of the red and infrared lasers is realized, and the laser characteristics can be improved.

본 발명에 있어서, 활성층의 전류가 주입되는 영역에서의 공진기의 길이는, 적색 레이저에 대해서는 1000㎛, 적외 레이저는 700㎛로 하면, 각각 원하는 동작 전류, 광 출력, 온도 특성을 갖는 디바이스를 실현할 수 있다.In the present invention, when the length of the resonator in the region into which the current of the active layer is injected is 1000 μm for the red laser and 700 μm for the infrared laser, devices having desired operating current, light output, and temperature characteristics can be realized. have.

본 발명에 있어서, 「2개의 공진기가 서로 평행」인 것은 ±1도 이하의 범위에서 평행한 것이 바람직하다.In the present invention, the "two resonators are parallel to each other" is preferably parallel within a range of ± 1 degree or less.

상기 적어도 하나의 활성층은, 양자 우물에 의해 구성되는 것이 바람직하다. 양자 우물로 함으로써, 주입 캐리어에 대한 발광 효율의 증가에 의한 동작 전류 밀도 저감이라는 종래의 레이저와 동일한 효과를 갖는데 추가하여, 양자 우물 구조로 함으로써, Zn 확산을 실시한 경우에 결정 무질서화에 의한 밴드 갭 확대가 일어나므로, 이를 실효 공진기 길이가 짧은쪽의 소자의 비이득 영역(전류가 주입되지 않은 영역)에 적용하면, 광의 흡수에 의한 동작 전류 증대 등의 특성 악화를 방지할 수 있다.It is preferable that the said at least one active layer is comprised by a quantum well. The quantum well has the same effect as the conventional laser, which reduces the operating current density by increasing the luminous efficiency with respect to the injection carrier. In addition, the quantum well structure allows the band gap due to crystal disorder in the case of Zn diffusion. Since enlargement occurs, if this is applied to the non-gain region (region where no current is injected) of the element having the shorter effective resonator length, it is possible to prevent deterioration of characteristics such as an increase in operating current due to absorption of light.

상기 적어도 하나의 공진기의 한쪽 또는 양쪽의 단면에서 공진기 중앙을 향한 일부의 영역에서, 활성층에의 전류가 주입되지 않은 영역이 형성되고, 이 영역의 길이가 2개의 공진기 사이에서 서로 다른 것에 의해, 활성층의, 전류가 주입되는 영역의 공진기 방향의 길이가 서로 다른 것이 바람직하다. 왜냐하면 적색 레이저는 적외 레이저에 비해 캐리어 가둠이 약하고 또한 열 저항이 크기 때문에 열 포화에 의한 광 출력 한계가 낮으므로, 공진기 길이를 길게 함으로써 단면 반사율 손실 및 방열성 개선에 의한 고출력화, 온도 특성 개선을 도모할 필요가 있다. 한편, 적외 레이저를 상기 적색 레이저와 동등한 공진기 길이까지 길게 하면, 발광 면적의 증대에 의해, 종래의 단체 레이저에 비해 동작 전류가 크게 증가한다.In some regions of the at least one resonator toward one side of the resonator toward the center of the resonator, a region in which no current is injected into the active layer is formed, and the length of the region is different between the two resonators so that the active layer It is preferable that the lengths of the resonator directions of the region into which the current is injected are different from each other. Because the red laser has a weaker carrier confinement and a higher thermal resistance than the infrared laser, the light output limit due to heat saturation is low. Therefore, by increasing the resonator length, the red laser reduces the cross-sectional reflectance, improves heat dissipation, and improves temperature characteristics. Needs to be. On the other hand, when the infrared laser is lengthened to the resonator length equivalent to that of the red laser, the operating area is greatly increased as compared with the conventional single laser by increasing the light emitting area.

상기 활성층으로 전류가 주입되지 않은 영역에 있어서의 전파(傳搬, propagation)광이 존재하는 영역의 반도체층의 밴드 갭 에너지가, 활성층 발광 파장의 에너지보다 큰 것이 바람직하다. 상기 영역의 밴드 갭이 활성층 발광 파장의 에너지보다 작으면, 광의 흡수가 발생하여 임계치 전류, 동작 전류의 증가, 광 출력의 저하 등 특성의 악화가 야기되기 때문이다.It is preferable that the band gap energy of the semiconductor layer in the region where propagation light exists in the region where no current is injected into the active layer is greater than the energy of the emission wavelength of the active layer. This is because when the band gap of the region is smaller than the energy of the emission wavelength of the active layer, absorption of light occurs to cause deterioration of characteristics such as a threshold current, an increase in operating current, and a decrease in light output.

상기 2개의 활성층이, 각각 (AlxGa1-x)yIn1-yP(0≤x≤1, 0≤y≤1) 및 AlzGal-zAs(0≤z≤1)를 포함한 층으로 구성되고, 2개의 활성층에서 얻어지는 파장이 각각 630㎚ 이상 690㎚ 이하, 및 760㎚ 이상 810㎚ 이하인 것이 바람직하다. 각각 DVD계 광 디스크, CD계 광 디스크의 데이터 기입, 기입에는 상기의 파장대에서의 레이저광이 필요하기 때문이다.The two active layers each include (Al x Ga 1-x ) y In 1-y P (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1) and Al z Ga lz As (0 ≦ z ≦ 1). It is preferable that the wavelengths obtained from two active layers are 630 nm or more and 690 nm or less, and 760 nm or more and 810 nm or less, respectively. This is because the laser light in the wavelength band is required for data writing and writing of the DVD optical disc and the CD optical disc, respectively.

상기 2개의 활성층에서 얻어지는 편단면에서의 각각의 최대 광 출력이 어느것이나 80mW 이상인 것이 바람직하다. 상기는 광 디스크에 약 2배속 이상으로 데이터를 기입하는데 필요한 광 출력이다.It is preferable that each maximum light output in one cross section obtained by the two active layers is 80 mW or more. The above is the optical output required for writing data on the optical disk at about twice the speed or more.

상기 적어도 하나의 공진기의 한쪽 또는 양쪽의 단면에서 공진기 중앙 방향을 향한 양자 우물 활성층의 적어도 일부의 영역의 밴드 갭을, 불순물 확산 또는 불순물 주입으로 무질서화함으로써 확대하고, 또한 전류가 주입되지 않도록, 전류 저지층을 구비, 또는 전류 주입 경로에 대응하는 반도체층 또는 전극의 일부를 제거하고, 또한 상기 공정을 실시하는 단면으로부터 공진기 중앙 방향에의 길이가, 2개의 공진기에서 서로 다른 것이 바람직하다. 이러한 제조 방법을 채용함으로써, 발광 단면 위치 간격을 정밀하게 제어할 수 있어, 각각 최적의 공진기 길이를 갖는 소자의 형성이 가능해진다.The band gap of at least a portion of the region of the quantum well active layer in one or both cross-sections of the at least one resonator facing the resonator center direction is enlarged by disordered by impurity diffusion or impurity implantation, so that no current is injected. It is preferable that the length of the cross section of the resonator center from the end face having the blocking layer or the semiconductor layer or the electrode corresponding to the current injection path being removed and performing the above steps is different in the two resonators. By adopting such a manufacturing method, it is possible to precisely control the light emitting cross-sectional position spacing, and it becomes possible to form elements having optimal resonator lengths, respectively.

상기 적어도 2개의 활성층이 어느것이나 (AlxGa1-x)yIn1-yP(0≤x≤1, 0≤y≤1)를 포함한 층으로 구성되고, 2개의 활성층 중, 최대 광 출력이 높은 쪽의 소자에 있어서의 광 출력이 50mW 이상이고, 또한 최대 광출력이 낮은 쪽의 소자의 동작 전류가 광 출력 2mW 이상에 있어서 35mA 이하인 것이 바람직하다. 한쪽의 소자를 디스크에의 기입이 가능한 고출력 레이저, 다른쪽을 저동작 전류로 디스크 읽기가 가능한 저 출력 레이저로 함으로써, 단체의 고출력 레이저로 디스크 기입 및 읽기의 양쪽을 행하여 종래의 광 디스크 장치로부터, 데이터 읽기 시의 소비 전력을 저감할 수 있으므로, 포터블 DVD 등의 상품에의 전개가 보다 용이해 진다.The at least two active layers are each composed of a layer including (Al x Ga 1-x ) y In 1-y P (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1), and the maximum light output of the two active layers It is preferable that the light output in this higher element is 50 mW or more, and the operation current of the element with the lowest maximum light output is 35 mA or less in light output 2 mW or more. By using one element as a high output laser capable of writing to a disk and the other as a low output laser capable of reading a disc at low operating current, the disk writing and reading are performed by a single high output laser, and from a conventional optical disk apparatus, Since the power consumption at the time of data reading can be reduced, development to products, such as a portable DVD, becomes easier.

본 발명에 의하면, 2파장 레이저에 있어서, 벽개에 의해 결정되는 공진기 길이의 제약을 넘어, 적외 레이저와 적색 레이저 등 특성이 다른 다수의 레이저의 실효적인 공진기 길이를 독립적으로 설계, 제작하는 것이 가능해지므로, 각각 원하는 특성에 알맞은 공진기 길이를 채용함으로써, 각각의 레이저 특성의 향상이 가능해진다. According to the present invention, since it is possible to independently design and manufacture the effective resonator length of many lasers having different characteristics such as infrared laser and red laser, beyond the limitation of the resonator length determined by cleavage in the two-wavelength laser. By employing the resonator lengths suitable for the desired characteristics, the respective laser characteristics can be improved.

이하, 본 발명의 실시의 형태에 관해서 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described.

(실시의 형태 1)(Embodiment 1)

도 1a∼c 및 도 2는 각각 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 광 출력 200mW급의 2파장 고출력 레이저를 나타내고, 도 1a는 동 평면도, 도 1b는 도 1a의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도, 도 1c는 도 1a의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도 및 도 2는 동 사시도이다. 동일 부호는 동일의 재료 또는 부분을 나타낸다. 1A to 2C and FIG. 2 each show a two-wavelength high-power laser having a light output of 200 mW class according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 1A is a plan view of the same and FIG. 1B is a sectional view taken along line I-I of FIG. 1A. 1C is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 1A and FIG. 2 is a perspective view thereof. Like numerals denote like materials or parts.

도 3a∼d, 도 4a∼b’, 및 도 5a∼d는 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 반도체 레이저의 제조 공정을 나타내는 단면도(단, 도 4a’, 도 4b’는 평면도)이다. 여기서는 도 3 내지 도 5의 제조 공정에 따라 설명한다. 3A to 4D, and Figs. 4A to 4B and Figs. 5A to 5D are cross-sectional views showing the semiconductor laser manufacturing process according to the first embodiment of the present invention (however, Figs. 4A 'and 4B' are plan views). Here, it demonstrates according to the manufacturing process of FIGS.

(1) 도 3a에 도시하는 바와같이, n형 GaAs 기판(101) 상에, 적외 레이저 n형 클래드층(102), 적외 레이저 활성층(103), 적외 레이저 p형 클래드층(104)을 순차 적층한다. 적외 레이저 활성층(103)은 양자 우물 구조에 의해 구성된다. (1) As shown in FIG. 3A, the infrared laser n-type cladding layer 102, the infrared laser active layer 103, and the infrared laser p-type cladding layer 104 are sequentially stacked on the n-type GaAs substrate 101. do. The infrared laser active layer 103 is constituted by a quantum well structure.

(2) 도 3b에 도시하는 바와같이, 적색 레이저 영역을 포함하는 일부의 영역에서, 적외 레이저 n형 클래드층(102), 적외 레이저 활성층(103), 적외 레이저 p형 클래드층(104)을 제거한다. (2) As shown in FIG. 3B, in some regions including the red laser region, the infrared laser n-type cladding layer 102, the infrared laser active layer 103, and the infrared laser p-type cladding layer 104 are removed. do.

(3) 도 3c에 도시하는 바와같이, 적색 레이저 n형 클래드층(105), 적색 레이저 활성층(106), 적색 레이저 p형 클래드층(107)을 순차 적층한다. 적색 레이저 활성층(106)은 양자 우물 구조에 의해 구성된다. (3) As shown in Fig. 3C, the red laser n-type cladding layer 105, the red laser active layer 106, and the red laser p-type cladding layer 107 are sequentially stacked. The red laser active layer 106 is constituted by a quantum well structure.

(4) 도 3d에 도시하는 바와같이, 적외 레이저 영역을 포함하는 일부의 영역에서, 적색 레이저 n형 클래드층(105), 적색 레이저 활성층(106), 적색 레이저 p형 클래드층(107)을 제거한다. (4) As shown in FIG. 3D, in some regions including the infrared laser region, the red laser n-type cladding layer 105, the red laser active layer 106, and the red laser p-type cladding layer 107 are removed. do.

(5) 도 4a에 도시하는 바와같이, 적색 레이저 p형 클래드층(107)의 양 단면으로부터 10㎛의 영역까지, 및 적외 레이저 p형 클래드층(104)의 단면으로부터 각각 10㎛, 310㎛의 영역까지 산화 아연막(301)을 형성한다. (5) As shown in Fig. 4A, from both cross sections of the red laser p-type cladding layer 107 to an area of 10 m and from a cross section of the infrared laser p-type cladding layer 104, respectively, 10 m and 310 m, respectively. The zinc oxide film 301 is formed to the area.

(6) 도 4b에 도시하는 바와같이, 가열에 의해, 산화 아연막이 형성된 202, 203, 205, 206 영역의 각각의 바로 아래의 활성층에 Zn을 확산시킨다. 이 공정에 의해, 활성층을 형성하는 양자 우물층 및 인접하는 장벽층의 헤테로 접합(hetero junction)이 무질서화됨으로써 밴드 갭이 확대된다. 이 영역은, 활성층으로부터 발광되는 파장에 대해 투명하다. 가열후, 산화 아연막을 제거한다. 영역(201, 204)의 길이는 각각 680㎛, 980㎛이다. (6) As shown in Fig. 4B, by heating, Zn is diffused into the active layer immediately below each of the regions 202, 203, 205, and 206 where the zinc oxide film is formed. By this process, the band gap is enlarged by disordering the hetero junctions of the quantum well layer and the adjacent barrier layer forming the active layer. This region is transparent to the wavelength emitted from the active layer. After heating, the zinc oxide film is removed. The lengths of the regions 201 and 204 are 680 µm and 980 µm, respectively.

(7) 도 5a에 도시하는 바와같이, 적외 레이저 p클래드층(104) 및 적색 레이저 p클래드층(107)의 일부를 에칭하여, 각각 스트라이프상 메사(mesa) 구조를 형성한다. 메사의 폭은 상부 1㎛, 하부 3㎛이다. (7) As shown in FIG. 5A, a part of the infrared laser p clad layer 104 and the red laser p clad layer 107 are etched to form a stripe mesa structure, respectively. The mesa has a width of 1 μm at the top and 3 μm at the bottom.

(8) 도 5b에 도시하는 바와같이, 전류 블록층(108)의 선택 재성장을 행한다.(8) As shown in FIG. 5B, the selective regrowth of the current block layer 108 is performed.

(9) 도 5c에 도시하는 바와같이, 컨택트층(109)의 재성장을 행한다.(9) As shown in Fig. 5C, the contact layer 109 is regrown.

(10) 도 5d에 도시하는 바와같이, 적외 레이저와 적색 레이저의 경계 근방을 기판(101)까지 에칭하여 소자 분리를 행한다. 적외 레이저 상의 202, 203를 제외하는 영역 상, 적색 레이저상의 205, 206를 제외하는 영역 상에, 각각 p측 전극(110, 111)을 형성한다. 또한 기판 하부에 n측 전극(112)을 증착하여 소자를 형성한다. (10) As shown in Fig. 5D, element separation is performed by etching the vicinity of the boundary between the infrared laser and the red laser to the substrate 101. The p-side electrodes 110 and 111 are formed on the region excluding 202 and 203 on the infrared laser and on the region 205 and 206 on the red laser, respectively. In addition, the n-side electrode 112 is deposited under the substrate to form a device.

또한, 각 층의 재료, 전도형, 막 두께, 캐리어 농도는 이하의 표 1과 같다. In addition, the material, conductivity type, film thickness, and carrier concentration of each layer are shown in Table 1 below.

<표 1>TABLE 1

본 발명에 있어서의 특징은, 적외 레이저의 전류 주입 영역(201)과 적색 레이저의 전류 주입 영역(204)의 공진기 방향의 길이가 다른 점에 있다. A feature of the present invention is that the length of the resonator direction of the current injection region 201 of the infrared laser and the current injection region 204 of the red laser are different.

종래의 2파장 레이저의 경우, 적외 레이저와 적색 레이저의 공진기 길이는 동일하다. 도 6에는 공진기 길이가 어느것이나 700㎛인 2파장 레이저의 적색 레이저 및 적외 레이저의 전류-광 출력 특성을 나타낸다. 적색 레이저가 180mW 부근에서 열 포화 때문에 원하는 광 출력을 얻을 수 없다. 200mW 이상의 광 출력을 얻기 위해서는 적색 레이저의 공진기 길이를 길게할 필요가 있다.In the case of the conventional two-wavelength laser, the resonator lengths of the infrared laser and the red laser are the same. Fig. 6 shows the current-light output characteristics of the red laser and the infrared laser of the two-wavelength laser having any resonator length of 700 µm. The red laser cannot achieve the desired light output because of thermal saturation near 180mW. In order to obtain a light output of 200 mW or more, it is necessary to lengthen the resonator length of the red laser.

한편, 도 7에는 공진기 길이가 어느것이나 1000㎛인 2파장 레이저의 적색 레이저 및 적외 레이저의 전류-광 출력 특성을 나타낸다. 적외 레이저, 적색 레이저 어느것이나 200mW 이상의 광 출력을 얻고 있지만, 적외 레이저의 동작 전류가, 활성층 체적의 증가에 따라, 공진기 길이 700㎛의 레이저에 비해 증가하고 있다. 이에 의한 소비 전력 증가 때문에, 전지 구동에 의한 포터블 기기에의 탑재 시에 있어서의 전지 동작 가능 시간이 단체(單體) 레이저를 이용한 기기에 비해 짧아진다. On the other hand, Fig. 7 shows current-light output characteristics of the red laser and the infrared laser of the two-wavelength laser having any resonator length of 1000 mu m. Although both the infrared laser and the red laser have obtained light output of 200 mW or more, the operating current of the infrared laser increases with the increase of the active layer volume compared with the laser having a resonator length of 700 µm. Due to this increase in power consumption, the battery operating time at the time of mounting on a portable device by battery driving becomes shorter than a device using a single laser.

본 실시형태에 있어서는 적외 레이저, 적색 레이저 각각의 실효 공진기 길이를 각각 680㎛, 980㎛로 하고 있다. 적외 레이저에 있어서 실제 공진기 길이는 1000㎛인데, 전류가 주입되지 않는 영역을 단면으로부터 310㎛, 또 한쪽의 단면으로부터 10㎛ 설치하고, 그 영역에 있어서는 발광에 기여하지 않고, 또한 양자 우물 활성층 무질서화에 의해 밴드 갭을 확대하므로, 광 흡수에 의한 도파 손실도 생기지 않는다. 이 결과, 도 8에 도시하는 바와같이, 적색 레이저의 광 출력은 200mW을 달성하면서, 적외 레이저의 동작 전류는 공진기 길이 700㎛의 소자와 손색없는 값을 나타낸다. 또한, 적색 레이저에도 양 단면에 10㎛의 전류 비주입 영역 및 활성층 무질서화 영역을 형성하고 있는데, 이는 단면에 있어서의 광 흡수에 기인하는 광학 파괴를 회피하기 위해서 형성하고 있다. In this embodiment, the effective resonator length of each of an infrared laser and a red laser is 680 micrometers and 980 micrometers, respectively. In the infrared laser, the actual resonator length is 1000 µm. An area where no current is injected is provided at 310 µm from the cross-section and 10 µm from the other cross-section, and the region does not contribute to light emission and further disorders the quantum well active layer. By enlarging the band gap, no waveguide loss due to light absorption occurs. As a result, as shown in Fig. 8, while the light output of the red laser achieves 200 mW, the operating current of the infrared laser exhibits a value comparable to that of the element having a resonator length of 700 m. In addition, the red laser also forms a current non-injection region and an active layer disordered region of 10 mu m in both cross sections, which are formed to avoid optical breakage due to light absorption in the cross section.

(실시의 형태 2)(Embodiment 2)

도 9a는 본 발명의 실시의 형태 2에 있어서의 고출력/저출력 집적 적색 레이저의 평면도, 도 9b는 도 9a의 Ⅲ-Ⅲ선 단면도, 도 9c는 도 9a의 Ⅳ-Ⅳ선 단면도이다.9A is a plan view of a high power / low power integrated red laser in accordance with Embodiment 2 of the present invention, FIG. 9B is a sectional view taken along line III-III of FIG. 9A, and FIG. 9C is a sectional view taken along line IV-IV of FIG. 9A.

도 10a-e는 본 발명의 실시의 형태 2에 있어서의 반도체 레이저의 제조 공정을 도시하는 단면 구조도이다. 여기서는 도 10a-e의 제조 공정에 따라 설명한다.10A to 10E are cross-sectional structural diagrams illustrating the process of manufacturing the semiconductor laser in Embodiment 2 of the present invention. Here, it demonstrates according to the manufacturing process of FIG. 10A-E.

(1) 도 10a에 도시하는 바와같이, n형 GaAs 기판(401) 상에, 저출력 레이저용 n형 클래드층(402), 활성층(403), p형 클래드층(404)을 순차 적층한다. 상기 활성층(403)은 양자 우물 구조에 의해 구성된다. 또한, 본 실시 형태에 있어서 고출력 레이저의 n형 클래드층(405), 활성층(406), p형 클래드층(407)은 각각 상기 각 층을 겸하고 있다.(1) As shown in FIG. 10A, the n-type cladding layer 402 for the low power laser, the active layer 403, and the p-type cladding layer 404 are sequentially stacked on the n-type GaAs substrate 401. The active layer 403 has a quantum well structure. In the present embodiment, the n-type cladding layer 405, the active layer 406, and the p-type cladding layer 407 of the high power laser also serve as the respective layers.

(2) 도 10b에 도시하는 바와같이, p형 클래드층(404 및 407)의 일부를 에칭하고, 릿지(ridge)형 도파로를 형성한다.(2) As shown in Fig. 10B, portions of the p-type cladding layers 404 and 407 are etched to form ridge waveguides.

(3) 도 10c에 도시하는 바와같이, p형 클래드층(404 및 407)의 일부를 또한 기판(401)까지 에칭하고, 저 출력 레이저와 고 출력 레이저의 소자 분리를 행한다. 본 실시 형태에서는 저 출력 레이저의 동작 전류 저감을 위해, 고출력 레이저보다 공진기 폭을 작게 하고 있다.(3) As shown in Fig. 10C, portions of the p-type cladding layers 404 and 407 are further etched to the substrate 401, and element separation of the low output laser and the high output laser is performed. In this embodiment, the resonator width is made smaller than that of the high output laser in order to reduce the operating current of the low output laser.

(4) 도 10d에 도시하는 바와같이, 도 9의 502, 503, 505, 506으로 표시되는 영역의 바로 아래의 활성층에 Zn 확산을 실시한다. 도 9의 501, 504영역의 길이는 각각 480㎛, 980㎛이다. (4) As shown in FIG. 10D, Zn diffusion is performed to the active layer immediately below the regions indicated by 502, 503, 505, and 506 in FIG. The lengths of the regions 501 and 504 in Fig. 9 are 480 mu m and 980 mu m, respectively.

(5) 도 10e에 도시하는 바와같이, p측 전극(408), n측 전극(409)을 형성한다. (5) As shown in FIG. 10E, the p-side electrode 408 and the n-side electrode 409 are formed.

이 소자의 전류-광 출력 특성을 도 11에 도시한다. 고출력 레이저가 200mW를 넘는 광 출력을 실현하는 한편, 저출력 레이저는 독출에 필요한 10mW의 광 출력을 20mA 정도의 저동작 전류로 실현하고 있다.  11 shows the current-light output characteristics of this device. While a high output laser realizes light output exceeding 200 mW, a low output laser realizes a light output of 10 mW required for reading with a low operating current of about 20 mA.

종래의 기입 DVD용 고출력 적색 레이저는, 공진기 길이가 길기 때문에, 데이터 독출을 위한 저출력 동작 시에 있어서의 동작 전류가, 읽기 전용의 공진기 길이가 짧은 저출력 적색 레이저에 비해 높아져 버린다. 그러나 본 실시예에서 나타내는 바와같이, 실효적인 공진기 길이가 다른 2개의 적색 레이저를 모놀리식으로 집적하고, 데이터 기입은 공진기 길이가 긴 고출력 레이저, 테이터 독출은 공진기 길이가 짧은 저출력 레이저로 행함으로써, 데이터 기입의 성능을 떨어뜨리지 않고, 또한 데이터 독출에 있어서는 종래보다 소비 전력이 작은 광 픽 업의 실현이 가능해진다. Since the conventional high output red laser for write DVD has a long resonator length, the operating current at the time of low output operation for data reading becomes high compared with the low output red laser with short read-only resonator length. However, as shown in this embodiment, two red lasers having different effective resonator lengths are monolithically integrated, and data writing is performed by a high power laser having a long resonator length and data reading by a low power laser having a short resonator length. It is possible to realize an optical pick-up that consumes less power than conventionally in reading data without degrading the performance of data writing.

이와 같이, 본 발명은 2파장 레이저에 한정되지 않고, 동 파장대 레이저의 모놀리식 집적 등에의 응용도 가능하다. As described above, the present invention is not limited to two-wavelength lasers, but can also be applied to monolithic integration of lasers of the same wavelength band.

본 발명에 의하면, 2파장 레이저에 있어서, 벽개에 의해 결정되는 공진기 길이의 제약을 넘어, 적외 레이저와 적색 레이저 등 특성이 다른 다수의 레이저의 실효적인 공진기 길이를 독립적으로 설계, 제작하는 것이 가능해지므로, 각각 원하는 특성에 알맞은 공진기 길이를 채용함으로써, 각각의 레이저 특성의 향상이 가능해진다.According to the present invention, since it is possible to independently design and manufacture the effective resonator length of many lasers having different characteristics such as infrared laser and red laser, beyond the limitation of the resonator length determined by cleavage in the two-wavelength laser. By employing the resonator lengths suitable for the desired characteristics, the respective laser characteristics can be improved.

도 1a는 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 2파장 레이저의 단면도,1A is a sectional view of a two-wavelength laser in the first exemplary embodiment of the present invention;

도 1b는 도 1a의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도,FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line II of FIG. 1A;

도 1c는 도 1a의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도,1C is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 1A;

도 2는 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 2파장 레이저의 사시도,2 is a perspective view of a two-wavelength laser according to the first embodiment of the present invention;

도 3a-d는 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 2파장 레이저의 제조 공정 단면도,3A-D are cross-sectional views of the manufacturing steps of the two-wavelength laser according to the first embodiment of the present invention;

도 4a-b는 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 2파장 레이저의 제조 공정 단면도,4A-B are cross-sectional views of the production steps of the two-wavelength laser according to the first embodiment of the present invention;

도 4a’-b’는 동 평면도,4a '-b' is a plan view of the same,

도 5a-d는 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 2파장 레이저의 제조 공정 단면도,5A-D are cross-sectional views of the manufacturing steps of the two-wavelength laser according to the first embodiment of the present invention;

도 6은 공진기 길이 700㎛의 2파장 레이저의 전류-광 출력 특성도,6 is a current-light output characteristic diagram of a two-wavelength laser having a resonator length of 700 μm,

도 7은 공진기 길이 1000㎛의 2파장 레이저의 전류-광 출력 특성도,7 is a current-light output characteristic diagram of a two-wavelength laser having a resonator length of 1000 μm,

도 8은 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 2파장 레이저의 전류-광 출력 특성도,8 is a diagram showing current-light output characteristics of a two-wavelength laser according to the first embodiment of the present invention;

도 9a는 본 발명의 실시의 형태 2에 있어서의 고출력 및 저출력 적색 레이저 모놀리식 집적 칩의 평면도, 9A is a plan view of a high power and low power red laser monolithic integrated chip according to Embodiment 2 of the present invention;

도 9b는 a의 Ⅲ-Ⅲ선 단면도,9B is a cross-sectional view taken along line III-III of a,

도 9c는 a의 Ⅳ-Ⅳ선 단면도,9C is a cross-sectional view taken along line IV-IV of a;

도 10a-e는 본 발명의 실시의 형태 2에 있어서의 고출력 및 저출력 적색 레이저 모놀리식 집적 칩의 제조 공정 단면도,10A-E are sectional views of the manufacturing process of the high power and low power red laser monolithic integrated chip according to the second embodiment of the present invention;

도 11은 본 발명의 실시의 형태 2에 있어서의 2파장 레이저의 전류-광 출력 특성도이다.Fig. 11 is a current-light output characteristic diagram of a two-wavelength laser in the second exemplary embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

101 : 기판 102 : 적외 레이저 n형 클래드층101: substrate 102: infrared laser n-type cladding layer

103 : 적외 레이저 활성층 104 : 적외 레이저 p형 클래드층103: infrared laser active layer 104: infrared laser p-type cladding layer

105 : 적색 레이저 n형 클래드층 106 : 적색 레이저 활성층 105: red laser n-type cladding layer 106: red laser active layer

107 : 적색 레이저 p형 클래드층 108 : 전류 블록층107: red laser p-type cladding layer 108: current block layer

109 : 컨택트층 110, 111 : p측 전극109: contact layer 110, 111: p-side electrode

112 : n측 전극 201 : 적외 레이저의 전류 주입 영역112: n-side electrode 201: current injection region of the infrared laser

204 : 적색 레이저의 전류 주입 영역204: current injection region of the red laser

Claims (17)

기판과, 2개 이상의 활성층을 포함하는 반도체 레이저 장치에 있어서,In a semiconductor laser device comprising a substrate and two or more active layers, 상기 활성층을 가지는 각각의 2개의 공진기가 서로 평행하게 배치되어 있고,Each of the two resonators having the active layer is arranged in parallel with each other, 또한 활성층의 전류가 주입되는 영역에 있어서의 공진기의 길이가 서로 다른 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 장치.Further, the semiconductor laser device, characterized in that the length of the resonator in the region in which the current of the active layer is injected. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 적어도 2개의 상기 활성층에서 얻어지는 발광 파장이 각각 다른 반도체 레이저 장치. The semiconductor laser device of which the light emission wavelength obtained by the said at least 2 said active layer differs, respectively. 제 2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 활성층이 양자 우물에 의해 구성되는 반도체 레이저 장치. 3. The semiconductor laser device according to claim 2, wherein said at least one active layer is constituted by a quantum well. 제 1항에 있어서, 상기 2개의 공진기의 길이 방향의 단에는 단면이 존재하고, According to claim 1, wherein the end of the two resonators in the longitudinal direction of the cross section is present, 상기 적어도 하나의 공진기의 한쪽 또는 양쪽의 단면에서 공진기 중앙을 향한 일부의 영역에서, 활성층으로 전류가 주입되지 않는 영역이 형성되고, 이 영역의 길이가 2개의 공진기 사이에서 서로 다른 것에 의해, 활성층의, 전류가 주입되는 영역의 공진기 방향의 길이가 서로 다른 반도체 레이저 장치. In some regions of the at least one resonator toward the center of the resonator in one or both cross sections, a region in which no current is injected into the active layer is formed, and the length of the region is different between the two resonators so that the active layer And a semiconductor laser device having different lengths in the resonator direction of a region into which current is injected. 제 4항에 있어서, 상기 활성층으로 전류가 주입되지 않는 영역에서의 전파광이 존재하는 영역의 반도체층의 밴드 갭 에너지가, 활성층 발광 파장의 에너지보다 큰 반도체 레이저 장치. The semiconductor laser device according to claim 4, wherein a band gap energy of a semiconductor layer in a region in which propagated light exists in a region where no current is injected into the active layer is larger than an energy of an active layer emission wavelength. 제 1항에 있어서, 상기 2개의 활성층이 각각 (AlxGa1-x)yIn1-yP(0≤x≤1, 0≤y≤1) 및 AlzGal-zAs(0≤z≤1)를 포함한 층으로 구성되고, 2개의 활성층에서 얻어지는 파장이 각각 630㎚ 이상 690㎚ 이하, 및 760㎚ 이상 810㎚ 이하인 반도체 레이저 장치.The method of claim 1, wherein the two active layers each comprise (Al x Ga 1-x ) y In 1-y P (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1) and Al z Ga lz As (0 ≦ z ≦ The semiconductor laser device comprised from the layer containing 1) and whose wavelengths obtained by two active layers are 630 nm or more and 690 nm or less, and 760 nm or more and 810 nm or less, respectively. 제 6항에 있어서, 상기 2개의 활성층에서 얻어지는 편단면에서의 각각의 최대 광 출력이 어느것이나 80mW 이상인 반도체 레이저 장치. 7. The semiconductor laser device according to claim 6, wherein the maximum light output of each of the single cross-sections obtained in the two active layers is 80 mW or more. 제 4항에 있어서, 상기 적어도 하나의 공진기의 한쪽 또는 양쪽의 단면에서 공진기 중앙 방향을 향한 양자 우물 활성층의 적어도 일부 영역의 밴드 갭을, 불순물 확산 또는 불순물 주입으로 무질서화함으로써 확대하고, 또한 전류가 주입되지 않도록, 전류 저지층을 구비, 또는 전류 주입 경로에 대응하는 반도체층 또는 전극의 일부를 제거하고, 또한 상기 공정을 실시하는 단면으로부터 공진기 중앙 방향에의 길이가, 2개의 공진기에서 서로 다른 반도체 레이저 장치. 5. The method of claim 4, wherein the band gap of at least a portion of the quantum well active layer in one or both cross-sections of the at least one resonator facing the resonator center direction is enlarged by disordering the impurity diffusion or the impurity implantation, and the current is increased. The semiconductor is provided with a current blocking layer, or a portion of the semiconductor layer or electrode corresponding to the current injection path is removed, and the length from the end face in which the process is performed to the center of the resonator is different in two resonators. Laser device. 제 1항에 있어서, 상기 활성층에서 얻어지는 최대 광 출력이 각각 다른 반도체 레이저 장치. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the maximum light output obtained in said active layer is different. 제 9항에 있어서, 상기 적어도 2개의 활성층이 어느것이나 (AlxGa1-x)yIn 1-yP(0≤x≤1, 0≤y≤1)를 포함한 층으로 구성되고, 2개의 활성층 중, 최대 광 출력이 높은 쪽의 소자에 있어서의 광 출력이 50mW 이상이고, 또한 최대 광출력이 낮은 쪽의 소자의 동작 전류가 광 출력 2mW 이상에서 35mA 이하인 반도체 레이저 장치.10. The method of claim 9, wherein the at least two active layers comprise at least two layers including (Al x Ga 1-x ) y In 1-y P (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1). The semiconductor laser device of which the light output in the element with the highest maximum light output among the active layers is 50 mW or more, and the operating current of the element with the lowest maximum light output is 35 mA or less at the light output of 2 mW or more. 기판 상에 제1의 제1 도전형 클래드층, 제1의 활성층, 제1의 제2 도전형 클래드층을 순차 적층하여 제1의 적층 구조를 형성하는 공정과,Forming a first laminated structure by sequentially laminating a first first conductive cladding layer, a first active layer, and a first second conductive cladding layer on the substrate; 상기 기판상의 소정의 영역에서의 상기 제1의 적층 구조를 제거하는 공정과,Removing the first laminated structure in a predetermined region on the substrate; 상기 제1의 적층 구조를 포함하는 상기 기판 상에, 제2의 제1 도전형 클래드층, 제2의 활성층, 제2의 제2 도전형 클래드층을 순차 적층하여 제2의 적층 구조를 형성하는 공정과,Forming a second laminated structure by sequentially laminating a second first conductive clad layer, a second active layer, and a second second conductive clad layer on the substrate including the first laminated structure. Fair, 상기 제1의 적층 구조 상에 형성된 상기 제2의 적층 구조를 제거하는 공정과,Removing the second laminated structure formed on the first laminated structure; 상기 제1의 적층 구조 및 상기 제2의 적층 구조 상의 소정의 영역에 불순물 확산원이 되는 층을 형성하는 공정과, Forming a layer serving as an impurity diffusion source in a predetermined region on the first laminated structure and the second laminated structure; 상기 기판을 열 처리하여 상기 불순물 확산원이 되는 층으로부터 그 바로 아래의 상기 제1의 적층 구조 및 상기 제2의 적층 구조에 불순물을 확산시켜, 적어도 상기 제1의 활성층 또는 상기 제2의 활성층 중 어느 일부를 무질서화하는 공정을 포함하고, Heat-treating the substrate to diffuse impurities from the layer serving as the impurity diffusion source to the first stacked structure immediately below and the second stacked structure, so that at least one of the first active layer or the second active layer Including the process of disordering any part, 상기 제1의 적층 구조에 있어서의 상기 불순물이 확산된 영역과 상기 제2의 적층 구조에 있어서의 상기 불순물이 확산된 영역은, 공진기 방향의 폭이 서로 다른 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 장치의 제조 방법. A region in which the impurity is diffused in the first laminated structure and the region in which the impurity is diffused in the second laminated structure have different widths in the resonator direction. . 제 11항에 있어서, 상기 불순물 확산원이 되는 층의 공진기 방향의 폭이, 상기 제1의 적층 구조상과 상기 제2의 적층 구조상에서 서로 다른 반도체 레이저 장치의 제조 방법. 12. The method of manufacturing a semiconductor laser device according to claim 11, wherein a width in the resonator direction of the layer serving as the impurity diffusion source is different on the first laminated structure and on the second laminated structure. 제 11항에 있어서, 상기 제1의 활성층의 전류가 주입되는 영역에서의 공진기의 길이와 상기 제2의 활성층의 전류가 주입되는 영역에서의 공진기의 길이가 서로 다른 반도체 레이저 장치의 제조 방법.12. The method of claim 11, wherein the length of the resonator in the region where the current of the first active layer is injected is different from the length of the resonator in the region where the current of the second active layer is injected. 제 11항에 있어서, 상기 제1의 활성층 또는 상기 제2의 활성층 중 적어도 하나는 양자 우물 구조인 반도체 레이저 장치의 제조 방법. 12. The method of claim 11, wherein at least one of the first active layer or the second active layer is a quantum well structure. 제 11항에 있어서, 상기 제1의 활성층 및 상기 제2의 활성층에서 얻어지는 발광 파장이 각각 다른 반도체 레이저 장치의 제조 방법. The method for manufacturing a semiconductor laser device according to claim 11, wherein the light emission wavelengths obtained in the first active layer and the second active layer are different from each other. 기판상에, 제1 도전형 클래드층, 활성층, 제2 도전형 클래드층을 순차 적층하여 적층 구조를 형성하는 공정과, Forming a laminated structure by sequentially laminating a first conductive type cladding layer, an active layer, and a second conductive type cladding layer on a substrate; 상기 제2 도전형 클래드층을 가공하여, 평행하게 배치된 적어도 2개 이상의 릿지 스트라이프 구조를 형성하는 공정과, Processing the second conductive cladding layer to form at least two or more ridge stripe structures arranged in parallel; 상기 적어도 2개 이상의 릿지 스트라이프 구조를 포함하는 상기 적층 구조 상에서 불순물을 확산시켜, 적어도 1개 이상의 상기 릿지 스트라이프 구조의 바로 아래의 활성층의 일부를 무질서화하는 공정을 포함하고, Diffusing an impurity on the laminate structure including the at least two ridge stripe structures, thereby disordering a portion of the active layer immediately below the at least one ridge stripe structure; 상기 릿지 스트라이프 구조 중 하나의 릿지 스트라이프 구조의 바로 아래의 상기 불순물이 확산된 영역과 다른 릿지 스트라이프 구조의 바로 아래의 상기 불순물이 확산된 영역은, 공진기 방향의 폭이 서로 다른 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 장치의 제조 방법. Wherein the region in which the impurities are diffused immediately below one of the ridge stripe structures and the region in which the impurities are diffused immediately below another ridge stripe structure have different widths in the resonator direction. Method of manufacturing the device. 제 16항에 있어서, 상기 하나의 릿지 스트라이프 구조의 바로 아래의 활성층의 이득 영역과 상기 다른 릿지 스트라이프 구조의 바로 아래의 활성층의 이득 영역에서, 공진기 방향의 길이가 서로 다른 반도체 레이저 장치의 제조 방법. 17. The method of manufacturing a semiconductor laser device according to claim 16, wherein the length of the resonator direction is different in the gain region of the active layer immediately below the one ridge stripe structure and the gain region of the active layer directly below the other ridge stripe structure.
KR1020040092377A 2003-11-13 2004-11-12 Semiconductor laser device and manufacturing method for the same KR100682971B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2003-00383908 2003-11-13
JP2003383908 2003-11-13

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20050046609A true KR20050046609A (en) 2005-05-18
KR100682971B1 KR100682971B1 (en) 2007-02-15

Family

ID=34567315

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020040092377A KR100682971B1 (en) 2003-11-13 2004-11-12 Semiconductor laser device and manufacturing method for the same

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20050105577A1 (en)
KR (1) KR100682971B1 (en)
CN (1) CN1302589C (en)
TW (1) TWI246239B (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100852388B1 (en) * 2005-06-16 2008-08-14 인더스트리얼 테크놀로지 리서치 인스티튜트 Semiconductor laser device having an insulating region

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100568322B1 (en) * 2004-10-29 2006-04-05 삼성전기주식회사 Multi-wavelength semiconductor laser device
US7310358B2 (en) * 2004-12-17 2007-12-18 Palo Alto Research Center Incorporated Semiconductor lasers
JP2007081173A (en) * 2005-09-15 2007-03-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd Monolithic two wavelength semiconductor laser and its manufacturing method
JP2007123837A (en) * 2005-09-29 2007-05-17 Sanyo Electric Co Ltd Semiconductor laser element and manufacturing method of same
JP2010283279A (en) * 2009-06-08 2010-12-16 Panasonic Corp Semiconductor laser device
EP3075039B1 (en) * 2013-11-30 2021-09-01 Thorlabs Quantum Electronics, Inc. Tunable semiconductor radiation source
US10770865B1 (en) * 2019-05-10 2020-09-08 Microsoft Technology Licensing, Llc Multi-stripe edge-emitting laser
US10923884B2 (en) * 2019-05-15 2021-02-16 Microsoft Technology Licensing, Llc Two-section edge-emitting laser
GB2595249A (en) * 2020-05-19 2021-11-24 Exalos Ag Edge-emitting laser diode with improved power stability

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0547044B1 (en) * 1986-07-25 1995-09-27 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha A semiconductor laser device
JP3200507B2 (en) * 1993-08-23 2001-08-20 松下電器産業株式会社 Manufacturing method of semiconductor laser
US5546418A (en) * 1993-07-28 1996-08-13 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor laser having a flat groove for selected crystal planes
US5455836A (en) * 1994-11-23 1995-10-03 Northern Telecom Limited Optical Q-switching to generate ultra short pulses in diode lasers
JP2000011417A (en) * 1998-06-26 2000-01-14 Toshiba Corp Semiconductor laser array and its production, optical integrated unit, optical pickup as well as optical disk drive assembly
JP2001244570A (en) * 2000-02-29 2001-09-07 Sony Corp Semiconductor laser, laser coupler data regenerating device, data recording device and method of manufacturing semiconductor laser
JP2001332805A (en) * 2000-05-24 2001-11-30 Samsung Electro Mech Co Ltd Two-wavelength laser diode and its manufacturing method
JP2002261379A (en) * 2001-03-02 2002-09-13 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor device and optical semiconductor device comprising it

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100852388B1 (en) * 2005-06-16 2008-08-14 인더스트리얼 테크놀로지 리서치 인스티튜트 Semiconductor laser device having an insulating region

Also Published As

Publication number Publication date
KR100682971B1 (en) 2007-02-15
TW200520336A (en) 2005-06-16
CN1617399A (en) 2005-05-18
US20050105577A1 (en) 2005-05-19
CN1302589C (en) 2007-02-28
TWI246239B (en) 2005-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5005300B2 (en) Semiconductor laser device
KR100682971B1 (en) Semiconductor laser device and manufacturing method for the same
JP4295776B2 (en) Semiconductor laser device and manufacturing method thereof
US7418019B2 (en) Multi-wavelength semiconductor laser
JPH0888439A (en) Semiconductor laser and its production
JP4136988B2 (en) Semiconductor laser device
JP2010245242A (en) Semiconductor laser device, method of manufacturing semiconductor laser device and method of diffusing impurity
JP2009224480A (en) Two-wavelength semiconductor laser device
JP4047358B2 (en) Self-excited semiconductor laser device
JP2008060272A (en) Method for manufacturing semiconductor laser device, and semiconductor laser device
JP2005033077A (en) Semiconductor laser apparatus
US7704759B2 (en) Semiconductor laser device and method for fabricating the same
JP4138731B2 (en) Semiconductor laser device and manufacturing method thereof
JP2009277934A (en) Semiconductor laser device
JP2006093466A (en) Laser element and laser device of multi-wavelength semiconductor
JP2007142227A (en) Semiconductor laser device
JP4327679B2 (en) Semiconductor laser device and manufacturing method thereof
JP3642711B2 (en) Semiconductor laser element
JP2000138419A (en) Semiconductor laser element and its manufacture
JP2002223038A (en) Semiconductor laser device
JP4327690B2 (en) Semiconductor laser device
JP4144257B2 (en) Semiconductor laser and manufacturing method thereof
JP2000232255A (en) Semiconductor laser device and manufacture thereof
JP3768288B2 (en) Semiconductor laser device and manufacturing method thereof
JP2008028192A (en) Semiconductor laser device

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120119

Year of fee payment: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee